VOC-Rauchgasbehandlung

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind als organische Stoffe definiert, die einen gesättigten Dampfdruck von mehr als 133,32 Pa bei Raumtemperatur aufweisen und einen Siedepunkt unter 50–260°C bei normalem Luftdruck haben sowie alle flüchtigen organischen Feststoffe oder Flüssigkeiten unter Standardbedingungen von Temperatur und Druck.

1. Klassifizierung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Abgasen
Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind als organische Stoffe definiert, die einen gesättigten Dampfdruck von mehr als 133,32 Pa bei Raumtemperatur aufweisen und einen Siedepunkt zwischen 50–260°C unter normalen atmosphärischen Bedingungen haben sowie alle flüchtigen organischen Feststoffe oder Flüssigkeiten bei Normaltemperatur und -druck.
Gemäß ihrer chemischen Struktur können VOCs in acht Kategorien unterteilt werden: Alkane, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkene, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ester, Aldehyde, Ketone und andere. Ihre Hauptbestandteile umfassen Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, oxidierte Kohlenwasserstoffe und stickstoffhaltige Kohlenwasserstoffe, wie aromatische Verbindungen, organische Chloride, Freone, organische Ketone, Amine, Alkohole, einfache und komplexe Ester, Säuren und petrochemische Kohlenwasserstoffverbindungen.

Spezifisch beinhaltet dies:
• Aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylol, Styrol usw.)
• Aliphatische Kohlenwasserstoffe (Butan, n-Butan, Benzin usw.)
• Halogenierte Kohlenwasserstoffe (Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Vinylchlorid usw.)
• Freone
• Alkohole, Aldehyde, Ketone, Polyole (Methanol, Propanol, Isobutanol, Formaldehyd, Acetaldehyd, Aceton, Cyclohexanon usw.)
• Einfache Ether, Phenole, Epoxide (Ether, Methylphenol, Phenol, Ethylenoxid, Propylenoxid usw.)
• Estere und organische Säuren (Ethylacetat, Butylacetat usw.)
• Amines, Nitrilverbindungen (Dimethylformamid, Acrylnitril usw.)
• Andere (Brommethan, Chlorfluorkohlenwasserstoffe usw.)
Diese acht Kategorien umfassen ein breites Spektrum an VOCs, die häufig in industriellen Emissionen vorkommen.

2. Quellen für flüchtige organische Verbindungen (VOC) in Abgasen

1. Quellen von VOC-Gasen in Kohlechemiebetrieben
In der Kohlechemieindustrie entstehen Abgase hauptsächlich durch zwei Prozesse: die Umwandlung von Kohle zu Koks und die Umwandlung von Kohle zu Gas.

1.1 Kohle- und Koksabgase

Diese entstehen hauptsächlich während des Kohlenladens, der Verkokung und der nachgelagerten chemischen Verarbeitung. Während des Kohlenschutts kommt die Rohkohle direkt mit heißen Temperaturen in Kontakt, was zu großen Mengen an Rauch, Staub und verschiedenen schädlichen polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen führt. VOCs während der Verkokungsphase stammen hauptsächlich aus den chemischen Produktionsgebieten und den Abwasserbehandlungsbereichen. Das chemische Produktionsgebiet ist unterteilt in den kalten Drainagesektor, den Desulfurierungssektor, den Ammoniumsulfatsektor und den Rohbenzensektor, wobei jeder unterschiedliche Schadstoffe und Emissionscharakteristiken aufweist.
1. Kalter Drainagesektor:
Flüchtige gasförmige Verbindungen umfassen hauptsächlich Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Naphtalin und geringe Mengen an VOCs. Emissionen stammen von Teerbehältern, Ammoniak-Wasser-Tanks, Zwischenteerbehältern, Teerleitungen und unterirdischen Verschlussbehältern, gekennzeichnet durch kontinuierliche Emission, hohe Konzentration und sowohl niedrige als auch hohe Temperaturen.
2. Desulfrierung / Ammoniumsulfat-Abteilung:
Die Rohgasemissionen enthalten hauptsächlich Ammoniak und Schwefelwasserstoff mit weniger VOCs. Quellen sind Mutterlaugebehälter, Regenerierbecken und Schauffangtanks. Die Emissionen sind kontinuierlich und ammoniakreich.
3. Roh-Benzol-Abteilung:
Ungeordnete Emissionen sind reich an Benzolverbindungen und stammen von Roh-Benzol-Lagerbehältern, ent-Benzolierten Öl-Tanks, Waschöl-Tanks, Untergrund-Tanks und Dosier-Tanks. Diese Emissionen haben ein geringes Volumen, aber eine hohe Konzentration.
4. Abwasserbehandlungsgebiet:
Emissionen umfassen flüchtige Gase und Wasserdampf. Hauptschadstoffe sind Benzolverbindungen, Schwefelwasserstoff und Stickstoff. Quellen sind Notverbrennungstanks, Ausgleichtanks, Anäerobetanks, Filterpressbereiche usw., gekennzeichnet durch großes Volumen, niedrige Konzentration und hohen Feuchtigkeitsgehalt.

3. Quellen von VOC-Emissionen in Verpackungs- und Druckereibetrieben
Verpackung und Druckerei können auf zwei Arten klassifiziert werden:
1. Nach Materialtyp: Druck auf papierbasiertem Verpackungsmaterial, Kunststoffverpackungen, Metallverpackungen und Verpackungen aus anderen Materialien.
2. Nach Drucktechnik: Lithografie (Offsetdruck), Gravürdruk, Flexographie, Embossing, Serigrafie und andere.

Laut statistischen Daten übersteigen die gesamten VOC-Emissionen der Verpackungs- und Druckindustrie 2 Millionen Tonnen. Diese Emissionen konzentrieren sich hauptsächlich in den Prozessen des Druckens, Trocknens, Laminierens (Verleimen) und Reinigens. Die Hauptquellen umfassen die Verwendung von Tinten, Klebstoffen, Beschichtungslösungen, Dämpfungsmitteln, Reinigungsmitteln und verschiedenen organischen Lösungsmitteln, die durch natürliche Verdunstung und trockenheitsbedingte Vergasung VOCs freisetzen.

Der Farbdrucksegment auf Kunststoff und flexibler Verpackung ist der größte Beitrag zur VOC-Emission in diesem Sektor. Um gewünschte Marketing- und visuelle Effekte zu erreichen, erfordert der Fertigungsprozess die Verwendung von organischen Lösungsmitteln wie Essigsäureethylester, Toluol, Butanon (MEK) und Isopropanol.
Daher werden industrielle Abgasreinigungssysteme am weitesten in der flexiblen Verpackungsindustrie benötigt und angewendet, insbesondere bei der Farbdruck auf Kunststoffmaterialien.

4. Quellen von VOC-Emissionen in Beschichtungsproduktion und -anwendungsbetrieben

Die Beschichtungsproduktion und -anwendung umfasst typischerweise industrielle Prozesse wie Lackmischung, Beschichtungsanwendung (einschließlich Primer, Zwischenschichten und Oberflächenschichten sowie Lackieren), Glättungsschichten, Trocknung und andere verwandte Schritte.

Gemäß der Nationalen Wirtschaftsindustrie-Klassifizierungsstandards (GB/T 4754-2017) umfassen Industrien, die Beschichtungen und assoziierte VOC-Emissionen betreffen, normalerweise:
• Möbelherstellung (C21)
• Metallurgische Industrie (C33)
• Herstellung von allgemein nutzbarem Maschinenbau (C34)
• Spezialmaschinenbau (C35)
• Automobilindustrie (C36)
• Bahn-, Schiffbau-, Luft- und Raumfahrttechnik sowie andere Verkehrsmittel (C37)
• Metallprodukte, Reparatur und Wartung von Maschinen und Anlagen (C43)

In diesen Branchen entstehen VOC-Emissionen hauptsächlich während der Lackzubereitung, dem Sprühen, dem Trocknen und dem Schmoren. Diese Emissionen stammen von den in Lacken und Beschichtungen enthaltenen Lösungsmitteln, Verdünnern und Additiven. Daher sind Umweltschutzvorschriften, Strategien zur Schadstoffbekämpfung und VOC-Managementpraktiken für Beschichtungsunternehmen entscheidend.